Δημιουργία βάσης κλιματικών στοιχείων, διατύπωση τυπικών ερωτημάτων σε περιβάλλον Oracle Spatial 11g και απεικόνισής τους σε περιβάλλον Google Earth

Abstract

Αντικείμενο της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός μιας χωρικής βάσης κλιματικών δεδομένων με σκοπό την εισαγωγή σε αυτήν κλιματικών στοιχείων που αφορούν το ύψος βροχόπτωσης και τις ημέρες ϋετού στον Ελλαδικό χώρο για μια δεδομένη χρονοσειρά που περιλαμβάνει 30 έτη. Στην κλιματική βάση εισάγονται στοιχεία (περιγραφικά και γεωμετρικά – χωρικά) που αφορούν 44 μετεωρολογικούς σταθμούς της Ελλάδας. Οι μετεωρολογικοί σταθμοί είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι στον ελληνικό χώρο για αυτήν την περίοδο. Παράλληλα, ελέγχθηκαν ως προς την ομοιογένεια κι ομοιομορφία όσον αφορά την κάλυψη ολόκληρου του ελλαδικού χώρου. Η εργασία διαρθρώνεται σε τρία κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, παρατίθενται κάποια γενικά στοιχεία σχετικά με τη συμπεριφορά της βροχόπτωσης στον ελλαδικό χώρο καθώς και στοιχεία που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση των ερωτημάτων που ακολουθούν καθώς και στην επιλογή του διαχωρισμού των μετεωρολογικών σταθμών σε γεωγραφικές περιοχές. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται αφενός η σημασία κι αφετέρου η διαδικασία σχεδιασμού των χωρικών βάσεων δεδομένων. Τέλος, το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στη χωρική βάση δεδομένων που δημιουργήθηκε στην παρούσα εργασία, περιγράφοντας αναλυτικά τα βήματα σχεδιασμού και υλοποίησής της, ακολουθώντας τα στάδια του εννοιολογικού σχεδιασμού από τον οποίο προκύπτει το διάγραμμα οντοτήτων – συσχετίσεων, του λογικού σχεδιασμού που καταλήγει στο σχεσιακό μοντέλο και του φυσικού σχεδιασμού με την υλοποίηση του σχήματος της βάσης. Κατόπιν, ακολουθεί η εισαγωγή των στοιχείων σε όλους τους πίνακες της βάσης με απλές εντολές INSERT και η διατύπωση ερωτημάτων σε SQL γλώσσα με τη χρήση της εντολής SELECT. Τέλος, έγινε εξαγωγή των αποτελεσμάτων από κάποια ερωτήματα που επιλέχθηκαν ενδεικτικά και αφορούν χωρική πληροφορία, σε αρχεία GML και η μετατροπή αυτών σε απλά αρχεία KML για την απεικόνιση των αποτελεσμάτων τους σε περιβάλλον Google Earth. Στόχος της συγκεκριμένης εφαρμογής είναι η δημιουργία μιας κλιματικής βάσης δεδομένων που θα αποτελεί ένα εργαλείο παροχής πληροφοριών, περιγραφικής και γεωμετρικής μορφής, σχετικά με τη μελέτη της συμπεριφοράς του φαινομένου της βροχής στον ελλαδικό χώρο στο χώρο και το χρόνο με τη βοήθεια ερωτημάτων SQL με έναν βέλτιστο και κατανοητό τρόπο από το μέσο άνθρωπο καθώς και από εξειδικευμένους επιστήμονες και με τρόπο απλό και γρήγορο λόγω της πληθώρας των στοιχείων. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν προέρχονται από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία από τη Διεύθυνση Κλιματολογίας-Εφαρμογών, Τμήμα Εφαρμογών Υδρομετεωρολογίας στο Ελληνικό Αττικής.

Object of this postgraduate paper is the planning of Spatial Database of climatic data aiming at the introduction of climatic data that concern the rainfall and the average days of precipitation in the Hellenic space for a given dataseries that includes 30 years. Data are imported in the climatic database (descriptive and geometric – spatial data) that concern 44 meteorological stations over Greece. The meteorological stations are uniformly distributed in the Greek space for this period. At the same time, they were checked as for the homogeneity and uniformity with regard to the cover of entire Hellenic space. This work is structured in three chapters. In the first chapter, some general information is mentioned with regard to the behavior of rainfall over the Greek area as well as data which assist in the better understanding of SQL queries that follows. Besides, elements are given with regard to the choice of segregation of meteorological stations in geographic regions. The second chapter describes both the importance and the planning process of Spatial Databases. Finally, the third chapter refers to the Spatial Database that was created on this paper, describing analytically both the steps of planning and the implementation about it, following the stages of conceptual planning by which arises the ER diagram. The conceptual planning includes the logical planning that lead to the relational model and the natural planning with the implementation of the database's schema. After that, both the import of data in all tables of database with simple command INSERT and the formulation of queries in SQL language follow with the use of command SELECT. Finally, export of results was carried out in GML files from some queries that were selected indicatively and concern spatial information. These files were converted to simple KML files in order to be represented in the environment of Google Earth. The goal of the previously described application is the creation of climatic database that will constitute a tool of benefit of information, descriptive and geometric, with regard to the study of the behavior of rain in the Greek area in space and time with the assistance of queries SQL. It becomes with an optimum and comprehensible way from the common people as well as from specialised scientists, with a painless and quick way due to the abundance of data. The used data in this work derive from the Hellenic National Meteorological Service from the Address of Applied Climatology, Department of Applied Hydrometeorology in Elliniko.